(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111672597.0 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 重庆特斯联智慧科技股份有限公司 地址 401329 重庆市九龙坡区兴谷路39号6 幢2-1号 (72)发明人 孙贇　姚郁巍　苏瑞　衡进　 (74)专利代理 机构 北京辰权知识产权代理有限 公司 11619 专利代理师 付婧 (51)Int.Cl. G06V 20/00(2022.01) G06V 40/20(2022.01) G06V 10/22(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/75(2022.01)G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种机器人定位方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种机器人定位方法及 装置， 本方法利用使用单目摄像机获取机器人运动的 图像序列， 对所述图像序列进行初始化， 利用扰 动ORB算法进行特征点提取与匹配， 根据匹配结 果解算机器人的运动信息， 根据所述运动信息估 计出机器人运动过程中的位姿， 本方法通过设置 扰动ORB算法中可变阈值以及设置关键帧特征点 对的筛选 可有效提高定位精度、 降低成本以及定 位扩大覆盖范围。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114494825 A 2022.05.13 CN 114494825 A 1.一种机器人定位方法， 其特 征在于， 该 方法包括： S1、 使用单目红外深度摄 像机获取机器人左右 移动的图像序列， S2、 对所述图像序列进行初始化， S3、 利用扰动ORB算法进行 特征点提取与匹配， S4、 根据匹配结果 解算机器人的运动信息， S5、 根据所述 运动信息估计出机器人运动过程中的位姿， 所述位姿的估计包括， 通过三角化测量得到特征点3D坐标， 根据所述特征点3D坐标以 及机器人到特 征点的距离， 计算机器人3D的坐标。 2.根据权利要求1所述机器人定位方法， 其特征在于： 所述初始化操作包括： S11、 使机 器人左右 移动并同时拍摄照片， 得到图像序列S； S12、 对提取到的 图像序列 S中选取前两帧图像Pt进行特征点提取与匹配， 若无法提取到 特征点， 则依次提取相邻的两帧图像Pt+1， 直到特征点提取成功。 3.根据权利要求1所述机器人定位方法， 其特征在于： 所述根据匹配结果解算机器人的 运动信息包括： 对提取完成的特征匹配对使用对极 几何进行求解， 得到基础矩阵， 求出本质 矩阵， 得到 机器人在两帧图像间的旋转矩阵R与平 移向量t。 4.根据权利要求1所述机器人定位方法， 其特征在于： 计算机器人3D的坐标具体为： 其中d为特征点到机器人之间的距离， (x1,y1,z1)为特 征点3D坐标， (x2,y2,z2)为机器人3D坐标， 其中特 征点3D坐标由三帧图像分别获得。 5.根据权利要求1所述机器人定位方法， 其特征在于： 所述扰动ORB算法特征点的提取 过程包括： 将图像分成3*3共9个子区域， 各区域在图像中的位置按从左到右， 从上至下进 行 编号， 计算子区域的平均灰度值。 6.根据权利要求5所述机器人定位方法， 其特征在于： 所述扰动ORB算法中的阈值是变 化的， 所述阈值取值与子区域图像平均灰度值 正相关， 所述阈值取值计算公式为： 其中O表示系数， random表示随机函 数， p(i,j)表示像 素点灰度值， n为随机采样点个数； 若在当前阈值下无法检测到角点， 则对阈值进 行更新， 所 述更新公式为： 其中N为目标特征点个数， c 为网格尺寸， 单位 为像素， f为尺度影响因子， k 为衰减系数。 7.根据权利要求2所述机器人定位方法， 其特征在于： 所述特征点提取成功后， 还需要： 对所述两帧图像特征点进行匹配， 分析所述两帧图像特征点对的数量， 如果匹配得到特征 点对的数量小于第一阈值， 将当前关键帧与最近的一个关键帧进行匹配， 如果匹配继续失 败， 则将当前的关键帧与之前的所有关键帧进行匹配， 观察是否能够找到最佳位置， 所述关 键帧为特征点超过第二阈值的图像； 所述特征匹配采用快速近似最近邻算法进行特征匹配权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114494825 A 2后， 根据汉明距离阈值与渐进抽样进行 过滤， 得到有效特 征对。 8.一种机器人定位装置， 其特 征在于， 该装置包括： 图像获取模块， 用于使用单目摄 像机获取机器人运动的图像序列， 初始化模块， 用于对所述图像序列进行初始化， 匹配模块， 用于利用扰动ORB算法进行 特征点提取与匹配， 运动计算模块， 用于根据匹配结果 解算机器人的运动信息， 位姿计算模块， 用于根据所述运动信息估计出机器人运动过程中的最佳位姿， 通过三 角化测量得到特征点3D坐标， 根据所述特征点3D坐标以及机器人到特征点的距离， 计算机 器人3D的坐标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114494825 A 3